Introduction
Atomic force microscopy (AFM) är en teknik som möjliggör kvalitativ och kvantitativ bildbehandling och sondering av en materialyta. 4-6 Traditionellt är AFM använts för utvärdering av yttopografi, morfologi och struktur av multi-phasic material. AFM har förmågan att kvantitativt utvärdera nanonivå interaktioner, såsom laddning, attraktion, repulsion och vidhäftningskrafter mellan en specifik sond och substrat i både luft och vätskeformiga medier. 7,8 AFM som ursprungligen utvecklades av Binning, räckliga och Gerber 9 användningsområden en sond med känd / beslutsam känslighet och fjäderkonstant för att närma sig och / eller skanna ett prov. På grund av de fysiska samverkan mellan sonden och provet, är den fribärande avlänkas vid kontakt eller närhet och beroende på driftsform, kan denna omläggning översättas förvärva topografin av provet eller mäta krafter som finns mellan sonden och provet. Ändringar i AFM tekque, såsom kolloidal prob nanoskopi, 10 har låtit forskare att direkt utvärdera nanokraft interaktioner mellan två material som finns i ett kolloidalt system av intresse.
I kolloidal prob nanoskopi, är en sfärisk partikel val fäst på toppen av en fribärande, som ersätter den traditionella koniska och pyramid tips. En sfärisk partikel är idealisk för att möjliggöra jämförelser med teoretiska modeller som Johnson, Kendal, Roberts (JKR) 11 och Derjaguin, Landau, Vervwey, Overbeek (DLVO) 12-14 teorier och för att minimera inverkan av ytjämnhet på mätningen. 15 Dessa teorier används för att definiera kontaktmekanik och interpartikelkrafter förväntas inom ett kolloidalt system. Den DLVO teorin kombinerar attraktiva van der Waals krafter och repulsiva elektrostatiska krafter (på grund av elektriska dubbla lager) för att kvantitativt förklara sammanläggning beteende vattenkolloidala system, medan JKR teori tas hänsyn till effekten av kontakttryck och vidhäftning till modell elastisk kontakt mellan två komponenter. När väl en lämplig sond är framställt, används den för att vända sig till andra material och / partikel för att utvärdera krafterna mellan de två komponenterna. Med hjälp av en standard tillverkad spetsen man kommer att kunna mäta interaktiva krafter mellan det spets och ett material val, men fördelen med att använda en skräddarsydd kolloidal prob möjliggör mätning av krafter som finns mellan material som finns inom det studerade systemet. Mätbara interaktioner är:.. Lim, attraktiv, frånstötande, laddning, och även elektrostatiska krafter som finns mellan partiklarna 16 Dessutom kan kolloidalt sondtekniken användas för att utforska tangentiella krafter som finns mellan partiklar och material elasticitet 17,18
Förmågan att utföra mätningar i olika medier är en av de stora fördelarna med kolloidalt sond nanoskopi. Omgivningsförhållanden, flytande medier eller fuktighetskontrollerade förhållanden kan alla användas för att efterlikna miljön på systemet studeras. Förmågan att utföra mätningar i en flytande miljö möjliggör studier av kolloidala system i en miljö som den förekommer naturligt; alltså, att kunna kvantitativt skaffa data som är direkt översättningsbart till systemet i sitt naturliga tillstånd. Till exempel kan partikel interaktioner som finns inom det dosinhalatorer (MDI) studeras med användning av en modell flytande drivmedel med liknande egenskaper som drivmedlet som används i MDI. Samma interaktioner som uppmätts i luften skulle inte vara representativt för det system existerar i inhalatorn. Vidare kan vätskemediet modifieras för att utvärdera effekten av fuktintrång, ett sekundärt ytaktivt medel, eller temperaturen på partikelinteraktionerna i en MDI. Förmågan att kontrollera temperatur kan användas för att efterlikna vissa steg i tillverkningen av kolloidala system för att utvärdera hur temperaturen antingen vid tillverkningen av ellerlagring av kolloidala system kan ha en inverkan på partikel interaktioner.
Mätningar som kan erhållas med hjälp av kolloidalt sonder inkluderar; Topografi scanning, enskilda kraft-distans kurvor, kraft-distans vidhäftningskartor och bo mätningar kraft-distans. Viktiga parametrar som mäts med hjälp av kolloidalt sond nanoskopi metod som presenteras i detta dokument innefattar snap-in, max belastning, och separationsenergivärden. Snap-in är ett mått på de attraktiva krafterna, maxlast värdet av den maximala vidhäftningskraften, och separationsenergi förmedlar den energi som krävs för att ta ut partikeln från kontakt. Dessa värden kan mätas genom momentana eller dwell kraftmätningar. Två olika typer av dwell mätningar omfattar omläggning och indrag. Längden och typen av uppehållstid mätning kan specifikt väljas för att härma specifika interaktioner som förekommer inom ett system av intresse. Ett exempel är att använda nedböjning dwell - som hållerproverna i kontakt vid ett önskat omläggning värde - att utvärdera adhesivbindningar som utvecklas i aggregat som bildas i dispersioner. De adhesiva bindningar som bildats kan mätas som en funktion av tid och kan ge insikt i de krafter som erfordras för återdispergering aggregaten efter långvarig lagring. Den uppsjö av data som kan erhållas med denna metod är ett bevis på mångsidigheten hos metoden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Förbereda kolloidalt Probe och AFM Substrat
- För att förbereda kolloidalt sonder, använda en metod som utvecklats tidigare av författarna. 19
- Kort sagt, använd en 45 ° vinkel innehavaren skriver en tipless fribärande vid specifika vinkel på 45 ° (Figur 1A).
- Bered en epoxi slide genom att smeta ett tunt skikt av epoxi på ett objektglas. Använd en ren spatel eller en långsam ström av kväve för att säkerställa att skiktet av epoxi sattes till mikroskop-objektglas är av minimal längd.
- Fäst epoxi bild till en 40X optisk zoom mikroskop objektiv med hjälp av en specialdesignad hållare (Figur 1B). Använd sedan cantilever närma epoxin sliden och förvärva en liten mängd epoxi på fribärande.
- Upprepa dessa steg för att också bifoga en enda partikel av intresse vid spetsen av fribärande (Figur 1C).
- Förbered AFM underlaget genom att fästa kolloidalt parlarna på en AFM täckglas med hjälp av en termoplast permanent montering.
- Värm en 35 mm rund täckglas till 120 ° C, och applicera en liten mängd av limmet på täckglas. Den höga temperatur är nödvändig för att smälta det termoplastiska bindemedlet för applicering.
- Låt svalna, täckglas till 40 ° C innan damning de kolloidala partiklarna på limmet. OBSERVERA: Vid 40 ° C limmet tillräckligt inställd att partiklarna inte kommer att bli inbäddad i limmet, men limmet är klibbigt tillräckligt för att säkerställa att partiklama kommer att vidhäfta till substratet.
- Ytterligare kyla täckglas till RT och använda en mild ström av kväve för att blåsa bort eventuellt överskott lös partiklar.
- Tvätta substrat flera gånger med det flytande mediet som kommer att användas för koUoidala mätningar sond att säkerställa att alla obundna partiklar avlägsnas från substratet. OBS: Detta är viktigt för att minska effekterna av friflytande partiklar under mätningen, vilket kan blandagera med fribärande och införa fel i resultaten.
2. Montering av kolloidalt Probe, Aligning Laser, och jämviktssystem
- Montera täckglas med de kolloidala partiklarna i den nedre halvan av en flytande cell, och se till att O-ringen sitter ordentligt för att förhindra läckage.
- Placera en hydrofob transparent ark på mikroskopbordet för att skydda mot den vätska som kan läcka under experimentet, i synnerhet om endast användning av den nedre halvan av en vätskecell för mätning, och placera det flytande cell på mikroskop scenen. OBS: För enkelhets skull kan man bara använda den nedre halvan av en flytande cell, med tanke på att systemet kan till jämvikt adekvat sätt; spets - avdunstningen ändrar villkoret för mätning och påverkar resultaten / läsning.
- Fäst kolloidalt sonden till AFM skanningshuvudet och montera på AFM. Med AFM instrumentets programvara på, använd vreden påskanning av huvudet för att få konsolspetsen i fokus. OBS: Samtliga steg i förfarandet och mätningar genomfördes med hjälp av en MFP-3D-Bio AFM med Asyl Research programvara.
- För att maximera intensiteten, rikta lasern mot spetsen på fribärande med lämpliga rattar justerings på skanningshuvudet.
- Låt systemet jämvikt i 5-10 minuter eller tills omläggning värdet stabiliseras. Använd böjningen inställningsratten för att få böjningen till noll eller svagt negativ.
- När systemet har jämvikt i luften, använd AFM programvara (Thermal panelen i fönstret Master Panel) för att termiskt beräkna InvOLS (känslighet) och fjäderkonstant av kolloidalt sonden. OBS: Denna känslighet kommer tillfälligt att användas tills den sanna känsligheten mäts vid slutförandet av mätningen (se steg 4).
- Välj antingen "Cal Spring Konstant" eller "Cal InvOLS" och klicka sedan på "Fånga Termisk data".
- Nären framträdande topp är uppenbar, sluta spela in data och klicka för att zooma över huvudtoppen.
- Klicka på "Initiera Fit" följt av "Fit Thermal Data," för att få den automatiskt beräknade fjäderkonstant eller InvOLS värden.
- Tillsätt långsamt 2 ml av det flytande mediet till det flytande cell med användning av en spruta och kontrollerar att inga bubblor är närvarande runt fribärande. Rikta lasern, eftersom brytningsindexet för mediet nu har förändrats, och återigen jämvikta systemet tillåter avböjning värde stabiliseras innan justering av avböjningen tillbaka till noll. OBS: Om en stor temperaturskillnad finns mellan miljö och vätska, kommer jämvikt att ta längre tid.
3. Imaging and Data Acquisition
- Ställ in den första skanningsstorlek till 20 um, skanna skattesats på 1 Hz, skanna vinkel till 90 °, satt punkt till 0,2 V och få en genomsökning av provet. Justera förstärkning som behövs för att få överlappande spåroch spåra kurvor.
- När en partikel av intresse hittas omedelbart zooma in på den partikel att begränsa utökade sond interaktion med substratet före att utföra mätningar kraft volym.
- När zoomat in, få en tillräcklig bild av en enda partikel eller del av en enda partikel. Byt sedan till Force panelen i programvaran. Ta det röda läget fältet till det högsta läget, ställa in kraften avståndet till 5 pm, avsökningshastighet till 0,1 Hz, trigger kanalen till ingen och genomföra en enda kraftmätning. Kontrollera att sonden inte i kontakt med substratet.
- Från den enda mätning grafen erhållits, beräkna den virtuella omläggning linjen genom att högerklicka i diagrammet fönstret och välja "Beräkna Virtual Def Line" alternativet. Detta kommer automatiskt att beräkna den virtuella nedböjning och uppdatera värdet som behövs i mjukvaran.
- Ändra trigger kanalen till nedböjning och ställa brytpunkt till 20 nm. Ställ in kraften distning till en im och justera skanningshastighet som önskas, beroende på de uppmätta styrkorna av intresse.
- Manuellt justera värdet för att ändra riktningen Inverse Optical Lever Känslighet (InvOLS) i Review Force panelen efter att ha gjort 2-3 preliminära enda kraftmätningar i följd.
- Genomföra en kraftmätning, klicka sedan på "Review"-knappen på Force panelen som öppnar upp en Master Force Panelen.
- Markera det senast avslutade kraftmätning. Under "Axis" rubrik se till att endast "DeflV" är markerad. Ändra "X-axel" inmatningsfältet till "September" med hjälp av rullgardinsmenyn och klicka på "gör grafen."
- Klicka på "Parm" fliken på Master Force panelen och justera värdet på "InvOLS" tills kontakten regionen av grafen är helt lodrät. Sedan fylla detta värde i "DEFL InvOLS"-fältet placerat under Cal60, underfliken på fliken Force ligger på huvud Master Panel fönster.
- Upprepa detta 2-3 gånger för att säkerställa att InvOLS värde inte ändras väsentligt.
- Nu när alla parametrar har ställts in, se till att det flytande mediet nivån är fortfarande tillräcklig och att deformationen är fortfarande stabil. OBS: För närvarande kan erhållas enda kraft kurvor eller kraft kartor. Om dwell kraft mätningar önskas, kan uppehållsalternativ nås i Force Panelen.
4. Post-tuning av känslighet för analys
- Efter slutförandet av mätningen förvärvet mäta den verkliga känsligheten hos kolloidal prob. För att göra detta, genomföra en kraftmätning med hjälp av en relativt stor nedböjning / kraft med kolloidal prob i samma flytande medium mot ett "oändligt" hård yta, t.ex. glimmer. OBS: Känslighet erhölls efter avslutad experimenten eftersom stora nedböjning / kraft kan skada colloIdal sonder beredda med porösa eller ömtåliga kolloider.
- Lutningen hos kontaktområdet används av mjukvaran för att automatiskt beräkna känsligheten (fig 2). Använd denna sanna värdet av känslighet vid dataanalys av samtliga kurvor som erhållits med hjälp av just den kolloidal prob.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Flytande kolloidala system används för flera läkemedel läkemedelsleveranssystem. För inhalation läkemedelstillförsel, är en vanlig kolloidalt system suspensionen trycksatt inhalator med uppmätt dos (pMDI). Partikel interaktioner som förekommer på pMDI spelar en viktig roll i utformningen fysisk stabilitet, lagring, och drug delivery enhetlighet. I detta manuskript, var interpartikelkrafter mellan porösa lipid-baserade partiklar (~ 2 ìm optisk genomsnittlig partikeldiameter) i en modell drivmedel (2H, 3H-perfluoropentan) utvärderades vid RT för att förmedla funktionalitet och eventuella fel i samband med den presenterade förfarandet.
Figur 3 visar två representativa koUoidala prober framställda med användning av de lipidbaserade inandningsbara partiklar som kan användas för kolloidal prob nanoskopi. Det är viktigt att ett enda kolloidal partikel är fäst till spetsen på den fribärande så att den är den mest framträdande och kommer att vara den första punktenav kontakt under mätningen. Detta säkerställer att interaktioner mäts är enbart på grund av kolloid partikel. Fästa flertal partiklar eller partikelagglomerat kan producera felaktiga resultat (figur 4) på grund av flera fribärande nedböjningar orsakade av både partiklar samtidigt avkänna samma enda partikel närvarande på substratet. Använda korrekt framställda kolloidala prober kan topografiska bilder av en partikelsubstrat såsom de som visas i fig 5 åstadkommas i ett vätskemedium.
Topography avsökningar med användning av en kolloidal prob kommer att vara mindre definierad än de som erhålles med användning av en vässad konisk spets; Men i CPN, är det huvudsakliga syftet med en topografisk avsökning för att hitta en partikel på substratet som kan användas för att utvärdera de inter-partikel interaktioner. Figur 6 förmedlar flera kraft kurvor man kan stöta på när de utför kolloidalt mätningar sond i ett flytande medium . Flytande mätningarinnehålla fler felkällor vid mätning och man bör vara medveten om alla källor för att på lämpligt sätt minimera deras inverkan på mätningens noggrannhet (figur 6A).
De snabba och skarpa toppar tydligt i de kraftkurvan i fig 6B är indikativa för en plötslig störning i systemet under mätningen. Detta kan hänföras till AFM instrument rörelse eller ett plötsligt ljud i bakgrunden (ex. dörren igen, nysningar) som resulterar i en kort period av momentan och snabb destabilisering. I figur 6C fluktuationer i baslinjen i synsätt och indragning av fribärande tyder på ett problem med det flytande mediet. Detta kan inträffa om den flytande cell inte är tillräckligt fylld tillåter avdunstning av medium för att ha en stor inverkan på stabiliteten i systemet och mätning. En alternativ källa till denna instabilitet kan vara från felaktig ekvilibrering av fribärande i liquid mediet före analys. Den fribärande är känslig för förändringar i temperatur och åtgärder som "toppning av" vätskecellen kräver adekvat åter jämviktstid. Figur 6D visar en baslinje skift under inflygningen och dra cykeln. Detta rena skift är obefintlig under momentana kraft mätningar, men är tydligare i dwell kraftmätningar. Denna avdrift är en effekt av fribärande termisk drift, vilket kan uppstå av flera skäl, inklusive: långsam indunstning av vätskemediet som medför en ändring i temperaturen hos det medium, genom att använda ett medium som fortfarande jämviktning till omgivande temperatur, eller som utför mätning i en miljö som inte är idealiskt kontrollerad. Minimala stadiga förändringar i temperaturen hos det flytande mediet vid mätning producera sådana drivor. Denna typ av mätning glidningen är svår att kontrollera för hög Indunstningsskålar vätskor, om inte en sluten vätske cell används under mätning; however, kan de flesta AFM analysprogram korrigera sådana drivor.
Efter alla kontrollerbara felkällor har mild och systemet är lämpligt till jämvikt, kan vidhäftningen kartläggning användas för att erhålla en stor statistisk mängd data över en bestämd storlek av provet. Force kartläggning kan användas fristående eller tillsammans med topografiska scanning för att utvärdera effekten av topografin på partikelvidhäftningskrafter (Figur 7). Force kartläggning kommer att ge två viktiga grafer av intresse: en topografisk karta av provet baserat på den höjd på vilken de fribärande kontakt med substratet (figur 7A) och en vidhäftning karta transportera max dragandet av varje enskild kraftkurva (Figur 7B). Diagrammet i figur 7B kan också användas för att erhålla ett numeriskt genomsnitt och standardavvikelse för vidhäftning och snap-in krafter, liksom separationsenergier i hela provet. Dessa rådata graphs kan ses som tre-dimensionella representationer av topografin eller spridning av vidhäftningsmätning över provet (Figur 7C / D) och att överlagra dem kommer att producera en tredimensionell illustration av fördelningen av de vidhäftningskrafter som en funktion av topografin ( Figur 7E). Denna typ av data ger kritisk förståelse av de krafter som finns mellan kolloider och hur ytan av kolloider ytterligare effekt interaktioner.
Dessutom bor kraft mätningar kan användas för att utvärdera effekten av kontaktmekanik och längd kontakt på de självhäftande krafter. Fasta lipidpartiklar användes för att förmedla effekten av uppehålls om de uppmätta vidhäftningskrafter (Figur 8) Figur 8. Visar att lim krafter ökning som funktion av tiden med hjälp av indrag dwell, medan de platå använder nedböjning uppehållstid. Denna trend blir mer uppenbara vid längre uppehållstider (180 sek).
.. Figur 1 skildringen av den metod som används för att framställa kolloidalt sonder för kolloidal prob nanoskopi (A) AFM fribärande, fäst vid en specialdesignad 45 ° fribärande innehavare, (B) Epoxi / Partikel slide är fäst på en sekundär hållare som skjuts på mikroskoplinsen, (C) Den cantilever höjs långsamt att förvärva epoxi och en partikel.
Figur 2. Känsligheten av fribärande är lutningen hos kontaktområdet av en avböjning vs z-avstånd-kurvan.
Figur 4. Användning av en kolloidal prob som har flera partiklar som anbringats kan resultera i felaktig överlappning av en enda partikel närvarande på substratet under topografisk avsökning av substratet.
Figur 5. Topografi skanningar som erhållits med hjälp av en väl förberedd kolloidal prob. (A) En storskanna avslöjar flera partiklar av intresse, (B) en mer fokuserad scan avslöjar en stor partikel av intresse, (C) en scan fokuserat på ytan av en enda partikel.
.. Figur 6 Force kurvor som erhållits med olika begränsningar som man måste vara medveten om (A) Exempel på en bra kraftkurva, (B) kraftkurva som visar en störning, antingen genom förflyttning av AFM eller av buller närvarande under mätningen, (C ) fluktuationer på grund av un-till jämvikt fribärande kan leda till instabil strategi / indragning, (D) termisk drift närvarande under en mätning, existerar på grund av långsam avdunstning leder till kylning av mediet eller instabil miljökontroll.
.. Figur 7 Vidhäftning kraft mappning som kan erhållas med användning av kolloidal prob nanoskopi (A) topografiska fördelningen av provytan,. (B) Fördelning av max vidhäftningskraft över provet (C / D) 3-dimensionella representationer av de grafer som visas i A respektive B, (e) överlagring av topografi-och vidhäftningskrafter som producerar en enda tre-dimensionell bild av de vidhäftningskrafter som en funktion av topografin.
Figur 8. Adhesionskrafter uppmätt som en funktion av uppehållstiden med användning av två olika uppehålls mätningar (n = 30), (◊) indsentation (□) deflektion; * Indikerar en signifikant skillnad mellan värdena vid den specifika tidpunkten med hjälp av en två-tailed T-test med 95% konfidens (P <0,05).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Flera källor till instabilitet i systemet närvarande under flytande kolloidal prob nanoskopi kan lätt lindras genom lämpliga jämviktsförfaranden. Instabiliteter som diskuterats tidigare leda till felaktiga resultat och kraft kurvor som är svårare att analysera objektivt. Om alla källor till instabilitet har tenderat och grafer som liknar den som visas i figur 4 är fortfarande närvarande, kan en ny mätning parameter vara orsaken. Andra mätparametrar som är viktigt att tänka på under kolloidal prob nanoskopi inkluderar den hastighet med vilken den fribärande är engagerad och dras tillbaka från provet och triggerpunkt kraftmätningen. Dessutom bör det noteras att placeringen av den kolloidala sondens centrum kan vara olika från en traditionell AFM spets. Därför är det tillrådligt att placera laserpunkten direkt ovanför centrum av sonderings partikel att maximera mätnoggrannheten.
Jagt är viktigt att välja en hastighet som är tillräcklig för att den kraft som man är intresserad av att mäta och en som är lämplig att använda i det flytande mediet. Om bara intresserad av vidhäftningskrafter som finns mellan partiklarna, är inte kritisk hastighet strategi. Men för attraktiva och repulsiva kraft mätningar mellan partiklarna, att välja en strategi och dra hastighet som är tillräckligt långsam är viktigt. Ett tillvägagångssätt hastighet bör väljas för att tillåta att de interaktioner och inte hastigheten att dominera nedböjning av fribärande. En snabb metod kommer att överskugga och inte ge tid för de attraktiva interaktioner att bilda, medan en mycket långsam metod i ett flytande medium kommer att producera instabila baslinjer som liknar figur 6C. Instabiliteten orsakas av en långsam metod beror på att vätska upptryck på cantilever liknar den kraft som används vid fribärande tillvägagångssätt.
En annan mätning parameter som bör beaktas innan uppgifterFörvärvet är det slutliga utlösningskraften. För stor utlösningskraft kan leda till stora deformationer under mätningen och kan även krossa proben eller prov beroende på materialets egenskaper. Alternativt kommer för litet av en kraft ge felaktiga resultat, eftersom vätskeskiktet mellan sonden och provet inte kan vara tillräckligt skjuts ut från utrymmet mellan partiklarna, den uppmätta interaktionen är således inte partikel-partikel. Metod optimering är viktigt att ordentligt undersöka och testa olika mätparametrar för att säkerställa att de uppgifter som erhålls är representeras och korrekt.
Force-kartor som visas i figur 7 kan ge stora lätt erhållna datauppsättningar. Upplösningen på den topografiska kartan och därefter överlagras tredimensionella representationer är direkt relaterade till antalet mätningar genomförts. Men även om ett större antal datapunkter kommer att alstra bilder med högre upplösning, avsökningstider kan ökas kraftigt.Att hålla systemen flytande mätning stabil under hela kraft kartläggning kan vara utmanande beroende på medel-och miljökontroller flytande. Flytande avdunstning, som är en av de största oro, kan begränsas genom att regelbundet "toppning av" systemet med extra vätska. Det är emellertid absolut nödvändigt att skann pausas och tillräcklig tid ges för återjämviktning av systemet innan de återupptar mätningen. En lämplig tid för skanning bör väljas för att säkerställa att systemet kan hållas stabil för att säkerställa riktigheten av mätningarna.
Förmågan att genomföra momentana kraft kurvor, älta kraft kurvor och stora datamängder i kraft kartor förmedlar mångsidighet kolloidalt sond nanoskopi att utvärdera interaktioner som finns i kolloidala system i miljöer som efterliknar naturligt förekommande. Experimentella data som erhållits med den metod som beskrivs här kan ge viktiga insikter i kolloidal stabilitet, elektrostatiska interaktioner, ennd coagulation kinetik. Denna information kan användas för att screena och eller förbättra nuvarande kolloidala system i hela olika branscher. Dessutom kan denna metod användas med biologiska cellinjer för att utvärdera effekten av vissa läkemedel eller material (beredd på en kolloidal prob) på cell interaktioner och funktioner. Detta kan ge stor insikt i liten molekyl, läkemedelsutveckling och formulering design. Dessutom med nya framsteg i förmågan att producera submikrona och till och med nano kolloidalt sonder, kan man använda den metod som presenteras här för att studera och med nano kolloidalt system.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Författarna erkänner (1) finansiella stöd från avdelningen för nanobioteknik Science & BK21 PLUS NBM Global Research Center för regenerativ medicin i Dankook universitet, och från Prioritet Research Centers Program (nr 2009 till 0.093.829) finansieras av NRF, Sydkorea, ( 2) anläggningarna samt vetenskapligt och tekniskt bistånd, i den australiska Centrum för Mikroskopi och mikroanalys vid universitetet i Sydney. HKC är tacksam för den australiska Forskningsrådet för de finansiella stöden genom en Discovery Projektbidrag (DP0985367 & DP120102778). VM är tacksam för den australiska Forskningsrådet för de finansiella stöden genom en länkprojektbidrag (LP120200489, LP110200316).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Double-Bubble Epoxy | Hardman | 4004 | |
| Veeco Tipless Probes | Veeco | NP-O10 | |
| Porous Particles | Pearl Therapeutics | ||
| Atomic Force Microscope (MFP) | Asylum | MFP-3D | |
| SPIP Scanning Probe Image Processor Software | NanoScience Instruments | ||
| 35 mm Coverslips | Asylum | 504.003 | |
| Tempfix | Ted Pella. Inc. | 16030 |
References
- Sindel, U., Zimmermann, I. Measurement of interaction forces between individual powder particles using an atomic force microscope. Powder Technology. 117, 247-254 (2001).
- Ducker, W. A., Senden, T. J., Pashley, R. M. Direct measurement of colloidal forces using an atomic force microscope. Nature. 353, 239-241 (1991).
- Israelachvili, J. N., Adams, G. E. Measurement of forces between two mica surfaces in aqueous electrolyte solutions in the range 0–100 nm. Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 1, 975-1001 (1978).
- Upadhyay, D., et al. Magnetised thermo responsive lipid vehicles for targeted and controlled lung drug delivery. Pharmaceutical Research. 29, 2456-2467 (2012).
- Chrzanowski, W., et al. Biointerface: protein enhanced stem cells binding to implant surface. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 23, 2203-2215 (2012).
- Chrzanowski, W., et al. Nanomechanical evaluation of nickel–titanium surface properties after alkali and electrochemical treatments. Journal of The Royal Society Interface. 5, 1009-1022 (2008).
- Tran, C. T., Kondyurin, A., Chrzanowski, W., Bilek, M. M., McKenzie, D. R. Influence of pH on yeast immobilization on polystyrene surfaces modified by energetic ion bombardment. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 104, 145-152 (2013).
- Page, K., et al. Study of the adhesion of Staphylococcus aureus to coated glass substrates. Journal of materials science. 46, 6355-6363 (2011).
- Binnig, G., Quate, C. F., Gerber, C.
- Butt, H. -J. Measuring electrostatic, van der Waals, and hydration forces in electrolyte solutions with an atomic force microscope. Biophysical Journal. 60, 1438-1444 (1991).
- Johnson, K., Kendall, K., Roberts, A. Surface energy and the contact of elastic solids. Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences. 324, 301-313 (1971).
- Deraguin, B., Landau, L. Theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and of the adhesion of strongly charged particles in solution of electrolytes. Acta Physicochim: USSR. 14, 633-662 (1941).
- Derjaguin, B., Muller, V., Toporov, Y. P. Effect of contact deformations on the adhesion of particles. Journal of Colloid and Interface Science. 53, 314-326 (1975).
- Verwey, E. J. W., Overbeek, J. T. G.
- Kappl, M., Butt, H. J. The colloidal probe technique and its application to adhesion force measurements. Particle & Particle Systems Characterization. 19, 129-143 (2002).
- Tran, C. T., Kondyurin, A., Chrzanowski, W., Bilek, M. M., McKenzie, D. R. Influence of pH on yeast immobilization on polystyrene surfaces modified by energetic ion bombardment. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. , (2012).
- Sa, D. J., de Juan Pardo, E. M., de Las Rivas Astiz, R., Sen, S., Kumar, S. High-throughput indentational elasticity measurements of hydrogel extracellular matrix substrates. Applied Physics Letters. 95, 063701-063701 (2009).
- Zauscher, S., Klingenberg, D. J. Friction between cellulose surfaces measured with colloidal probe microscopy. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 178, 213-229 (2001).
- Sa, D., Chan, H. -K., Chrzanowski, W. Attachment of Micro- and Nano-particles on Tipless Cantilevers for Colloidal Probe Microscopy. International Journal of Colloid and Interface. , (2014).
